元初，随着蒙古军队的东归，大批信仰伊斯兰教的中亚各族人民以及阿拉伯人、波斯人不断被签发或自动迁移到中国来。当时，东来的穆斯林被编人以蒙古所属的5个部族为主并有色目人参加的“探马赤军”。他们“上马则备战斗，下马则屯聚牧养”，以驻军屯牧的形式留居西北广大地区。有些则以工匠、商人、学者、掌教、官吏等不同身份，散居到中国各地，其中有相当一部分人留居银川。这些人，都被元代文书称为“回回”。据《元史》记载，至元八年（1271年）九月，元世祖忽必烈“签西夏回回军”，参加了统一全中国的战争。至元十年（1273年），元世祖又下令“探马赤军，随地入社，与编民等”。大批回回军士在社的编制下，进行农垦，取得了普通农民的身份。
元代著名回回政治家赛典赤赡思丁的儿子纳速拉丁，曾担任陕西平章政事，他“子孙众多，分为纳、速、拉、丁四姓，居留各省，故宁夏有纳家户、长安有拉家村。今宁夏纳氏最盛”。纳家户即在今银川市永宁县境内。
蒙古族在夺取全国政权以后，以固原地区六盘山、开城为重要的军事基地。今固原县开城乡在元时就有府（路）、州、县设置，驻扎有大量“蒙古军”和“探马赤军”。至元九年（1272年）十月，元世祖忽必烈封忙哥刺为安西王，赐京兆（今西安市）为封地，驻兵六盘山。至元十年（1273年）诏令安西王益封秦王，别赐金印；其府在长安者为安西，在六盘者为开城。同年皇子忙哥刺分治秦蜀，遂立开城府视为上都，号为上路。
元代统治者的政策，对传播伊斯兰教义十分有利。从成吉思汗开始，对各种宗教基本上采取兼收并容的政策。当时所谓色目人，其中包括回回人，元廷采取宽厚和信任的政策，起用许多信奉伊斯兰教的人为大臣，并享有一定的特权。这种政策吸引促进了外籍信奉伊斯兰教的人，安心定居下来，自由按教义进行宗教活动，这对非信奉伊斯兰教的人有很大的影响。
元初至元十七年（1280年）六月，安西王、秦王死后，阿难答为安西王，驻六盘山开城，军士和屯民信奉伊斯兰教的人数剧增。《多桑蒙古史》记载，阿难答“幼受一回教人之抚养，皈依回教”；他“善写阿拉伯文……宣传回教于军中”。由于他的直接影响，很多人改变信仰，其“所部士卒15万人，闻从而信教者居其大半”。这样，以信奉伊斯兰教为前提，对形成新的民族共同体———回族，创造了极有利的气氛和条件。
明初，这些原来属元的屯军、屯民，除一部分被迁徙外，留下的遂各自散去。这样，明初回回人就开始形成了大分散小集中的居住格局。明廷为开发利用这个地区，在安置当地的回回人的同时，朱元璋又一边番封其子孙为王，放牧经营其地；一边改置立屯，从外迁徙来汉、回劳动者经营农桑，发展生产。以沐英为代表的回族封建官宦、藩府势力对回族的发展有较大影响：一方面，沐府的存在使当地回回人具有较高的政治生存权；另一方面，沭府为拓宽自己藩府内的经济实力，大量招诱、收留无业的回回人、游民和逃兵。据《明宪宗成化实录》：“黔国公家人先世皆归化土达。今子孙渐众。”明初，大批回回以“归附土达”“来王土夷”以及“土民”的身份被安置在灵州、固原一带，形成许多回回人聚居点。《嘉靖宁夏新志》卷三记载，洪武十六年（1383年），“编集原遗土民及他郡工役民夫之忘归者，为瓦渠、枣园、苜蓿、板桥四里”。灵州河口守御千户所所属10“百户”中，有“来王土夷四百有奇”。《万历朔方新志》卷三记载，归附残元部落“处于瓦渠四里为民，号土达，使自耕食户，简其壮者充营卒，食粮征操”。明称“土达”的旧平凉万户（职务）把丹，就是一个“太祖兵至归附，授平凉卫正千户，部落散处开城等县”的人。以后，正是把丹之孙满俊（因排行老四亦名满四）的户族，以开城为中心，散居在今固原市原州区中河乡和杨郎乡铁家沟、三岔等处；今海原县李俊和西吉县的沙沟、白崖一带，亦有他们往来的亲属。他们中的少数户，除经营自耕自牧的土地和畜群外，多数为当地番封各王府经营农牧和在新置屯卫为民。永乐六年（1408年），明朝规定，回回商人如携马千匹来贸易，可以允许他们到黄河以西“兰州、宁夏等处交易”。这使许多回回商人进入吴忠一带。《明武宗毅皇帝实录》卷十七记载，正德元年（1506年），灵州“内有土民四里并土达军余六百户”。明朝廷还采取限制回回本族通婚、强迫同化的措施，客观上造成回回与汉族及其他民族间广泛通婚，回回人口迅速增长。清真寺普遍设立，回民环清真寺而居。这些原属不同民族的人都信仰伊斯兰教，都使用汉语，共同的纽带使回回逐渐融合为一个新的民族。
据《河湟诸役纪要》记载：“迄明末清初，西起瓜、沙，东至环、庆，北抵银、夏，南及洮、泯，所谓甘回及东干回之踪迹，已无处无之。”据《嘉靖宁夏新志》记载：“回纥清真寺，在宁静寺北。”《银川小志》载：“回纥礼拜寺在城内宁静寺北，震灾后尽坍，回回重建，殿宇巍焕工丽，正殿供于万岁牌，不设别像，每逢七日，回回俱到寺中礼拜。”由此可见，宁夏府城（今银川城区）居住的穆斯林已为数不少。清朝初年，回族的人口增长很快。1781年，陕西巡抚毕沅在奏折中称，“宁夏至平凉千余里，尽系回庄”。但满清贵族为加强统治，实行民族歧视政策，因而在清朝时回回民族起义接二连三。清时的回族起义，情形十分复杂。有反对民族歧视的斗争和反官府剥削压迫的斗争；也有民族内部教派之间的争执导致形成的。但无论其性质如何，结果都是以其失败告终。
清同治年间马化龙起义失败后，清廷为进一步迫害回族人民，特令陕甘总督左宗棠进行“善后”“安抚回民”工作。在承办“安民”中，左宗棠不惜采取一切手段对迫降的回族施以报复。“安民”政策是强制回族分散居住，按其指定地点迁移，以涣其群，孤其势，分化瓦解，分而治之，采用南来北往的大搬迁、大疏散手段，将部分老弱妇女往返折腾，饿死、病死在迁徙途中。将迫降的回族安插于偏僻荒绝之地，令其自垦自耕，自磨自灭。故此，左宗棠特拟出三项安插原则：选择有水可资灌溉的荒绝地方；自成片段，可使聚族而居，不致与汉民相杂；无大山河之险，距离大道不远也不近，以便管理。
左宗棠将甘肃张家川回民迁至金积堡等地，把固原的陕西回族数千人迁徙到平凉的大岔沟一带；迁王洪堡回族于灵州附近；迁马家滩回族于张家川。从此，“宁灵一带，陕回绝迹”。将银川城内回族悉数迁出，安插到灵武、吴忠堡一带。并选中地处偏僻、无大河之险、交通不便的化平川这块地方，将起义失败于金积堡陕甘回族陈霖1起男女1500余口，马振江1起男女800余口，赫选清1起380余口，马化凤1起1300余口，阎兴春、禹兆麟、拜万江、金明堂、安杰5起5500余口，计9480余口安插于此。为安插陕甘回民，左宗棠首先派兵将化平川土著汉民强行迁赶他乡。把白面河的汉民驱赶到甘肃平凉的马武、华亭的山寨一带，将黄花川、化平川的汉族迁赶到固原的什字、蒿店及甘肃平凉崆峒一带，将圣女川的汉族迁赶到隆德、庄浪一带。在迁赶过程中，把距离县城较近的官庄（永丰）村15户94名汉族留下来，为县署官员眷属居住提供服务。对于这些回族，清廷亲临点验，划分居处时，将省西人，又称西安人（西安市西部）安插于今兴盛乡的上、下黄及黄花乡的沙塘村；将东安人（西安东部）安插于香水镇、惠台乡及黄花乡的羊槽村；将陕西渭南王阁村回族安插今兴盛乡红旗村；将大荔乔甸村回族安插于今香水镇的上、下桥村；将大荔的沙苑回族安插于今园子乡的沙南及香水镇的沙塬村；将渭南九社和赫冶家的回族安插于今白面镇的泾光、赫家、冶家、北营、南营及东峡乡涝池村；将华州秦家滩回族安插于今白面镇的上、下秦村；将仓度回族安插于白面镇的兰大庄；将甘肃秦安（莲花城）、张家川回族安插于今黄花乡的庙湾、华兴、店堡、上胭、下胭村；将甘肃平凉的回族安插于今黄花乡的红土、平凉庄村；将宁夏金积堡回族安插于今黄花乡的向阳村，同时又将陕西大荔回族禹得彦所部安插于今新民乡。至此，全县回族占99%。
据史籍和民间的老者述说：清代强徙安置于今固原地区境内的回族人，主要在泾源县全境及西吉县的兴隆、什字、玉桥、兴平等乡镇；隆德县的杨河、张程、桃园等乡；固原县的张易、红庄、中河、彭堡、三营、黄铎堡等及彭阳县的石岔、沟口、川口等乡，和海原县西南的部分地方。当时被强制迁徙的回民，以陕西回民和陇南、陇东、河州及宁夏金积堡、灵武的为多，人数总计约两万口。旧《海城县志》记：“同治十三年乱后，招抚清水、秦安回民700余户迁插于南乡鹞川、石嘴、王昭、陶家四堡。”“光绪二十二年西河、清水的回族又分住于沐家堡（今西吉县城）等西南一带。”《重修隆德县志》载：清同治年间，陕回入甘就抚之。大酋马政和、马生彦等其众右近万人，除其亲属认领外，尚有男女五六千余俱安插屯民（今杨河乡）韩狗、新店（今西吉县）各堡。因此，回族人口在固原地区的居落，较明代有了很大变化，不仅有了基本纯回族的县（泾源县原名化平），而且固原、海原（含后置的西吉县和彭阳县）的许多乡，回族人口占当地总人口的比例也日益增大。很多村镇成为纯回族，或同其他民族杂居的村镇，回族人口比例大大提高。清代晚期，固原地区回族已形成为全国回族居住较集中的地方之一。这种情况晚清至民国时期，虽有小量变化，但上述总的格局没有改变。清宣统《固原州志·地舆志》依光绪三十四年（1908年）户房丁粮红册记述，固原直隶州（不含泾源县和隆德县在内），州城南关已为回、汉杂居；四乡之内，东乡辖区人口中回族约占30%左右；南乡辖区人口中回、汉民比例各半；西乡辖区内回族人口约占40%左右；北乡辖区内回、汉民各占其半。泾源县清末时已基本是纯回族县，回族占99%。据民国县志记载，隆德县（1929年）境内回族人口有10724人，占全县总人口的18%。
除受战争的影响外，还有民间自由流动，例如：明洪武二年沐英南调时，留其二子沐昕及兰、马二姓回族共18户，定居于西吉县境内。成化年间，南京苏姓回族迁居硝河城；山东济南府单姓回族到西吉县单家集村定居。明末，甘肃河州人马仓、马吉、马平弟兄3人迁居硝河城，清雍正年间，甘肃靖远黑虎岔马姓回族移居马达子村（今兴平乡）；乾隆四十九年（1784年），甘肃定西、官川一带的部分回族群众迁居今马建乡大湾等村；同治十年（1871年），陕西渭南回族马生彦、冯正和等率回族反清起义军至西吉县，起义被镇压后，老弱病残及妇幼643人，就地被安抚在今玉桥、下堡子、公易镇、戴段村一带，5600余口分别被安抚在今兴隆、兴平、什字乡一带。这一时期，还有青海马姓人迁居于今红耀乡驼昌村；同治十三年（1874年），清朝政府将甘肃清水、秦安、张家川、徽县、成县、礼县等地的马、王、张、刘、李诸姓回族7000余户迁到西吉县下堡、夏寨、王民、沙沟、西滩等地一些村落；甘肃通渭县人迁至马建乡土窝子村；河州（甘肃临夏）人迁至今马建乡一带。一部分祖籍甘肃因反清起义被流放云南的马姓回族，于清末潜回故里，后移居西吉县沙沟、西滩、什字、新店子等地。后又有同心、固原、海原等县的马、杨、王、柯诸姓回族迁居西吉县东北部土石山区。
清朝末年，宁夏北部也有了回民聚居点，主要集中在惠农、平罗等地。清康熙初年，陕西、甘肃平凉的杨、马、金、毕姓回族人民相继迁入平罗县宝丰一带定居，并建有清真寺。雍正四年（1726年），开惠农、昌润渠招民垦种，固原、同心、灵武、吴忠等地的回族人民大批迁入平罗县，逐渐形成了回族聚居的村庄。灵沙乡有200多户回族何姓家族，其祖籍为吴忠何家巷道。道光年间（1821～1850年），吴忠秦坝关的回族丁华迁入渠口定居，已繁衍人口500余人。同一时期迁入平罗县定居的回族人民，通伏有谢、郝姓，灵沙有王、田、张姓，高庄有刘、丁、杨、金、王姓，宝丰有马、陈、石、牛、吴、张姓。清乾隆至咸丰年间，朝廷招募山东、山西、河北、陕西、甘肃等地人民陆续迁入宁夏，兴修水利，开垦荒地，发展农林，其中有部分回族人民进入平罗。清同治年间，外迁的回族人民陆续归籍，如丁家桥（今二闸光华）的丁姓回族人家，同治年间迁居内蒙古包头，光绪年间，其后代丁大海归回平罗，几经辗转，清末定居于北长渠（今惠北永丰村），已繁衍人口200余人。经民国一代，平罗回族人口稍有增加，到1949年年底，全县回族人口25516人，占全县总人口87547人的29.15%。新中国建立后，回族人口逐年增加，1953年，回族人口36896人，占全县人口120163人的30.70%；1964年，回族人口41742人，占全县总人口的29.49%；1982年，回族人口69956人，占全县总人口的30.51%；1990年，回族人口77910人，占全县总人口245626人的31.72%。自1949～1990年，全县回族人口净增52394人。全县除下庙乡外，各乡镇均有回族人口定居。回族在1万人以上的乡镇有灵沙、宝丰；5000人以上的乡镇有通伏、惠北、高庄、二闸；1000人以上的乡镇有五香、渠口、汝箕沟、西大滩、头闸、黄渠桥、城关。